(57)【要約】    【課題】  本発明は、複数のカシメ部を形成した鉄心片を所定枚数積層し、積層した鉄心片同士をカシメ部を介して互いに結合する積層鉄心の製造方法を対象とし、その目的は、直立度や面平行度等の形状精度に優れた積層鉄心を製造し得る積層鉄心の製造方法を提供することにある。    【解決手段】  本発明に関わる積層鉄心の製造方法は、所定枚数の鉄心片をカシメ積層して積層鉄心を形成する工程と、積層鉄心における複数のカシメ部または該カシメ部の近傍における積層厚みを計測する工程と、複数のカシメ部または該カシメ部の近傍における積層厚みの偏差を算出し、該積層厚みの偏差を無くす態様で積層鉄心における複数のカシメ部または該カシメ部の近傍を積層方向から押圧する工程とを含んで成ることを特徴とする。    【選択図】  図６
2007124788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカシメ部を形成した鉄心片を所定枚数積層し、積層した前記鉄心片同士を前記カシメ部を介して互いに結合する積層鉄心の製造方法であって、
所定枚数の前記鉄心片をカシメ積層して積層鉄心を形成する工程と、
前記積層鉄心における前記複数のカシメ部または該カシメ部の近傍における積層厚みを計測する工程と、
前記複数のカシメ部または該カシメ部の近傍における前記積層厚みの偏差を算出し、該積層厚みの偏差を無くす態様で前記積層鉄心における前記複数のカシメ部または該カシメ部の近傍を積層方向から押圧する工程と、
を含んで成ることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のカシメ部を形成した鉄心片を所定枚数積層し、積層した前記鉄心片同士を前記カシメ部を介して互いに結合する積層鉄心の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電動モータの主要部品であるモータコア(ステータ／ロータ)を構成する積層鉄心は、上記電動モータの高出力化および高効率化を図るべく、金属板から所定の形状に打抜き形成した鉄心片を積層し、かつ積層した鉄心片をカシメ部を介して互いに一体化(カシメ積層)することによって製造されている。
【０００３】
図９および図１０に示した積層鉄心Ａは、所定枚数の鉄心片Ｂを積層するとともに、個々の鉄心片Ｂを複数のカシメ部Ｃによって互いに結合して形成されており、上記カシメ部Ｃは鉄心片Ｂの下面Ｂｌから突出する突起Ｃｔと、鉄心片Ｂの上面Ｂｕに陥没した背面側凹部Ｃｒとを有し、上位の鉄心片Ｂにおけるカシメ部Ｃの突起Ｃｔを、下位の鉄心片Ｂにおけるカシメ部Ｃの背面側凹部Ｃｒに嵌合させることで、上位と下位との鉄心片Ｂ同士を互いに結合(カシメ結合)している。
【０００４】
ここで、上述の如く所定枚数の鉄心片Ｂをカシメ積層して製造された積層鉄心Ａにおいては、カシメ部Ｃの突起Ｃｔと背面側凹部Ｃｒとの圧入時における競り合いにより、積層された鉄心片Ｂ同士の間に微少な隙間が生じ易いことと併せ、鉄心片Ｂが打抜き形成される金属板の板厚偏差等に起因して、形成された積層鉄心Ａにおける直立度や面平行度の低下、延いては積層鉄心Ａにおける形状精度の劣化を招く不都合があった。
【０００５】
また、上述した如き形状精度の劣化は、大型の積層鉄心ほど顕著に現れるため、例えば大型の電動モータにおいては、ステータ(固定子積層鉄心)とロータ(回転子積層鉄心)とのエアギャップが不均一となり、上記電動モータにおける諸性能の著しい低下を招来する問題があった。
【０００６】
上記問題点を解消する技術として、所定枚数の鉄心片をカシメ積層して積層鉄心を形成したのち、この積層鉄心を再加圧する方法が提供されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００７】
すなわち、順送り金型装置の鉄心片外形打抜きステーションにおいて、外形抜きした鉄心片をダイ内に抜き込むとともに、先に抜き込まれている下位の鉄心片とカシメ積層し、ダイ内において所定枚数の鉄心片がカシメ積層されて積層鉄心が形成されたのち、該積層鉄心をプレッシャパッドによって下方から支持するともに、上方から外形抜きパンチによって押圧することで、積層鉄心に対して一時的に再カシメ力を加え、カシメ結合力の増大とともに積層厚みの均一化を図っている。
【特許文献１】特公平２−２７０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した如き積層鉄心を再加圧する方法において、外形抜きパンチおよびプレッシャパッドからの押圧力は、積層鉄心における上面および底面の全体に亘って掛かるため、鉄心片の複数箇所に形成されているカシメ部の競り合いによる局所的な変形に対して個々に対応できず、また各鉄心片における板厚偏差の累積に起因する積層鉄心の形状不良を解消することは困難であった。
【０００９】
本発明の目的は上述した実状に鑑みて、直立度や面平行度等の形状精度に優れた積層鉄心を製造することの可能な積層鉄心の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するべく、本発明に関わる積層鉄心の製造方法は、複数のカシメ部を形成した鉄心片を所定枚数積層し、積層した鉄心片同士をカシメ部を介して互いに結合する積層鉄心の製造方法において、所定枚数の鉄心片をカシメ積層して積層鉄心を形成する工程と、積層鉄心における複数のカシメ部または該カシメ部の近傍における積層厚みを計測する工程と、複数のカシメ部または該カシメ部の近傍における積層厚みの偏差を算出し、該積層厚みの偏差を無くす態様で積層鉄心における複数のカシメ部または該カシメ部の近傍を積層方向から押圧する工程とを含んで成ることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に関わる積層鉄心の製造方法によれば、積層された鉄心片の間に隙間が生じ易いカシメ部または該カシメ部の近傍を、局所的に積層厚みの偏差を無くす態様で積層方向から押圧することで、個々の鉄心片における板厚偏差に影響されることもなく、積層鉄心における直立度や面平行度の向上を図ることができ、もって形状精度に優れた積層鉄心を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。  
図１および図２は、本発明に則って製造された積層鉄心の一例を示しており、この積層鉄心１は電動モータのステータ(固定子積層鉄心)であって、環状のヨーク１Ｙと、該ヨーク１Ｙから経内方向に突出する放射状の磁極１Ｔ，１Ｔ…とを備えている。
【００１３】
また、上記積層鉄心１は、所定枚数の鉄心片１０、１０…を互いに積層して成り、積層された鉄心片１０同士を、それぞれのヨーク部１０ｙに形成されたカシメ部１０Ｃを介して互いに結合(カシメ結合)することで形成されている。
【００１４】
積層鉄心１を構成する鉄心片１０は、環状を呈するヨーク部１０ｙの所定箇所に、複数(実施例においては８箇所)のカシメ部１０Ｃ、１０Ｃ…が形成されており、このカシメ部１０Ｃは、鉄心片１０の下面１０ｌに突出する突起１０Ｃｔと、上記鉄心片１０の上面１０ｕに陥没した背面側凹部１０Ｃｒとを有している。
【００１５】
また、上記積層鉄心１を構成する鉄心片１０，１０…は、上位の鉄心片１０におけるカシメ部１０Ｃの突起１０Ｃｔを、下位の鉄心片１０におけるカシメ部１０Ｃの背面側凹部１０Ｃｒに嵌入させて結合することで、積層された鉄心片１０，１０…がカシメ部１０Ｃを介して互いに締結されており、これによって積層鉄心１の全体が一体化したものと成っている。
【００１６】
なお、図２(ｂ)に示す如く、積層鉄心１を構成する最下位(最下層)の鉄心片１０においては、上位の鉄心片１０におけるカシメ部１０Ｃの突起１０Ｃｔと対応する箇所が貫通形成されている。
【００１７】
上述した如き積層鉄心１を製造するには、先ず、図示していない順送り金型装置において、帯状の金属板から所定形状の鉄心片１０を打抜き形成し、所定枚数の鉄心片１０，１０…を積層するとともに、積層した鉄心片１０同士をカシメ部１０Ｃにより互いに締結して一体化する。なお、上述した順送り金型装置の構成、および該順送り金型装置による積層鉄心の製造工程は、既に良く知られている技術なので詳細な説明は省略する。
【００１８】
上述した如く、順送り金型装置において積層鉄心１を形成したのち、この積層鉄心１を順送り金型装置から取り出して、図３〜図５に示した再加圧装置１００に搬入し、この再加圧装置１００において、形状を矯正するべく上記積層鉄心１の再加圧を行う。
【００１９】
上記再加圧装置１００は、図３に示す如く計測ステーションＳｔ１および加圧ステーションＳｔ２を具備しており、上記計測ステーションＳｔ１は、搬入された積層鉄心１を載置(セット)するベースＢ１と、該ベースＢ１の上方域において装置フレーム１００Ｆに固設された計測ヘッド１０１とを有している。
【００２０】
また、上記加圧ステーションＳｔ２は、計測ステーションＳｔ１のベースＢ１から、矢印で示す如く移送された積層鉄心１を載置(セット)するベースＢ２と、該ベースＢ２の上方域において装置フレーム１００Ｆに固設された加圧ヘッド１０２とを備えている。
【００２１】
さらに、上記再加圧装置１００は、後に詳述する如く、計測ステーションＳｔ１の計測ヘッド１０１における計測結果に基づいて、加圧ステーションＳｔ２の加圧ヘッド１０２を動作制御するためのコントローラ(制御装置)１０３を備えている。
【００２２】
図４に示す如く、計測ステーションＳｔ１のベースＢ１に積層鉄心１が載置されると、この積層鉄心１における８箇所のカシメ部１０Ｃ(１０Ｃ１〜１０Ｃ８)に対応した８個の光学式測距センサＳ(Ｓ１〜Ｓ８)によって、積層鉄心１における各カシメ部１０Ｃ(１０Ｃ１〜１０Ｃ８)の積層厚みｈ(ｈ１〜ｈ８)、詳しくは図６(ａ)に示す如く、カシメ部１０Ｃにおける背面側凹部１０Ｃｒの積層厚みｈが計測される。
【００２３】
上記計測ステーションＳｔ１において計測された、各カシメ部１０Ｃ(１０Ｃ１〜１０Ｃ８)の積層厚みｈ(ｈ１〜ｈ８)は、上述したコントローラ１０３に入力され、このコントローラ１０３においては、各カシメ部１０Ｃ(１０Ｃ１〜１０Ｃ８)における積層厚みｈ(ｈ１〜ｈ８)の偏差Δｈ(Δｈ１〜Δｈ８)が算出される。
【００２４】
ここで、上記積層厚みｈ(ｈ１〜ｈ８)の偏差Δｈ(Δｈ１〜Δｈ８)は、図７(ａ)に示す如く、最小の積層厚み(実施例においてはカシメ部１０Ｃ５の積層厚みｈ５)との差から算出した値である。なお、図７(ｂ)に示す如く、上記積層厚みｈ(ｈ１〜ｈ８)の偏差Δｈ(Δｈ１〜Δｈ８)は、所望する設定積層厚みｈ０との差から算出した値であっても良い。
【００２５】
計測ステーションＳｔ１における計測が終了したのち、図５に示す如く、加圧ステーションＳｔ２のベースＢ２に積層鉄心１が載置されると、この積層鉄心１における８箇所のカシメ部１０Ｃ(１０Ｃ１〜１０Ｃ８)に対応した８個の加圧装置Ｐ(Ｐ１〜Ｐ８)によって、積層鉄心１における各カシメ部１０Ｃ(１０Ｃ１〜１０Ｃ８)の押圧が行われる。
【００２６】
ここで上記加圧装置Ｐは、図６(ｂ)に示す如く、油圧シリンダＰｓと該油圧シリンダＰｓにより上下に駆動されるプランジャＰｐとを有し、油圧シリンダＰｐに入力されるコントローラ１０３(図５参照)からの指令信号によって、上記プランジャＰｐにおける動作(上下動)の制御が為される。
【００２７】
上記加圧ステーションＳｔ２においては、各カシメ部１０Ｃ(１０Ｃ１〜１０Ｃ８)における積層厚みｈ(ｈ１〜ｈ８)の偏差Δｈ(Δｈ１〜Δｈ８)に基づいて出力されるコントローラ１０３からの指令信号により、上記偏差Δｈ(Δｈ１〜Δｈ８)を無くす態様で、各加圧装置Ｐ(Ｐ１〜Ｐ８)におけるプランジャＰｐが積層鉄心１における各カシメ部１０Ｃ(１０Ｃ１〜１０Ｃ８)、詳しくはカシメ部１０Ｃにおける背面側凹部１０Ｃｒの底部を上方(積層方向)から押圧する。
【００２８】
このとき、積層厚みｈ(ｈ１〜ｈ８)の偏差Δｈ(Δｈ１〜Δｈ８)が大きいカシメ部１０Ｃ(１０Ｃ１〜１０Ｃ８)程、加圧装置Ｐ(Ｐ１〜Ｐ８)のプランジャＰｐで深く、または大きな力で押圧されることとなる。
【００２９】
上記再加圧装置１００において、上述した如き態様で積層鉄心１の各カシメ部１０Ｃ(１０Ｃ１〜１０Ｃ８)を押圧することで、各カシメ部１０Ｃの積層厚みに偏差のない積層鉄心１が形成され、この積層鉄心１は完成品として再加圧装置１００から取り出される。
【００３０】
ここで、上述した再加圧装置１００においては、計測ステーションＳｔ１で各カシメ部１０Ｃ(１０Ｃ１〜１０Ｃ８)、詳しくは背面側凹部１０Ｃｒの積層厚みｈ(ｈ１〜ｈ８)を計測し、加圧ステーションＳｔ２において各カシメ部１０Ｃ(１０Ｃ１〜１０Ｃ８)の背面側凹部１０Ｃｒを押圧しているが、図８(ａ)に示す如く、計測ステーションＳｔ１の光学式測距センサＳ′によって、カシメ部１０Ｃの近傍、詳しくはカシメ部１０Ｃに隣接する鉄心片１０の上面１０ｕの積層厚みｈを計測し、図８(ｂ)に示す如く、加圧ステーションＳｔ２の加圧装置Ｐ′(油圧シリンダＰｓ′で駆動されるプランジャＰｐ′)によって、上記カシメ部１０Ｃの近傍(カシメ部１０Ｃに隣接する鉄心片１０の上面１０ｕ)を押圧しても良い。
【００３１】
なお、上述した如き構成とした場合においても、各カシメ部１０Ｃの積層厚みにおける偏差の算出や、積層厚みの偏差に基づく各加圧装置Ｐ′の動作制御は、図３〜図７を示して説明した再加圧装置１００における構成と何ら変わるところはない。
【００３２】
上述した積層鉄心の製造方法においては、積層された鉄心片１０の間に隙間が生じ易いカシメ部１０Ｃまたはカシメ部１０Ｃの近傍を、積層厚みの偏差を無くす態様で局所的に積層方向から押圧することにより、個々の鉄心片１０における板厚偏差に影響されることもなく、積層鉄心１における直立度や面平行度の向上を図ることができ、もって上述した積層鉄心の製造方法によれば、形状精度に優れた積層鉄心１を製造することが可能となる。
【００３３】
なお、上述した実施例の再加圧装置においては、光学式測距センサを用いて積層鉄心の局部的な積層厚みを計測しているが、光学式測距センサのみならず、例えば磁気式、音響式、さらには機械式等の各種測距センサを、計測手段として採用し得ることは言うまでもない。
【００３４】
また、上述した実施例の再加圧装置では、計測ステーションにおいて積層鉄心の積層厚みを計測し、この計測値をコントローラに入力しているが、ノギスやマイクロメータ等の計測手段を用いてオペレータの手作業で積層厚みを計測するとともに、オペレータの手作業により計測値をコントローラに入力するように構成しても良い。
【００３５】
また、実施例において製造される積層鉄心は、鉄心片におけるカシメ部の突起を鉄心片の下面から突出する台形状としているが、カシメ部の突起が凹字形状やＶ字形状を呈する積層鉄心、さらにはカシメ部の突起が切起し突起である積層鉄心の製造においても、本発明を有効に適用し得ることは言うまでもない。
【００３６】
また、実施例において製造される積層鉄心は、鉄心片の８箇所にカシメ部を形成しているが、カシメ部の個数に関わらず、様々な仕様の積層鉄心を製造するために、本発明を有効に適用することが可能である。
【００３７】
さらに、上述した実施例においては、本発明を電動モータにおけるステータ(固定子積層鉄心)の製造に適用した例を示したが、勿論、電動モータにおけるロータ(回転子積層鉄心)の製造においても、本発明を極めて有効に適用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】(ａ)は本発明に則って製造される積層鉄心の鉄心片を示す外観斜視図、(ｂ)は本発明に則って製造された積層鉄心の全体を示す外観斜視図。
【図２】(ａ)は図１の積層鉄心を構成する鉄心片を概念的に示す断面図、(ｂ)は図１における積層鉄心の全体を概念的に示す断面図。
【図３】図１に示した積層鉄心を製造するための再加圧装置を示す概念図。
【図４】図３に示した再加圧装置における計測ステーションの概念図。
【図５】図３に示した再加圧装置における加圧ステーションの概念図。
【図６】(ａ)および(ｂ)は、再加圧装置による作業工程を示す概念図。
【図７】(ａ)および(ｂ)は、積層厚みの偏差の概念を示す図。
【図８】(ａ)および(ｂ)は、再加圧装置による作業工程を示す概念図。
【図９】従来の積層鉄心を示す外観斜視図。
【図１０】(ａ)は図９の積層鉄心を構成する鉄心片を概念的に示す断面図、(ｂ)は図９における積層鉄心の全体を概念的に示す断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１…積層鉄心、
１０…鉄心片、
１０Ｃ…カシメ部、
１０Ｃｔ…突起、
１０Ｃｒ…背面側凹部、
１００…再加圧装置、
ｈ１〜ｈ８…積層厚み、
Δｈ１〜Δｈ８…偏差。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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